一种湿法生产莫来石的方法和系统与流程

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[0001]
本发明专利属于莫来石的生产领域，具体涉及一种湿法生产莫来石的方法和系统。


背景技术：
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[0002]
莫来石材料具有良好的高温力学性能、较低的热膨胀系数和热导率、优异的高温抗蠕变特性及化学稳定性等优点，被广泛应用于耐火材料、陶瓷材料以及电子封装材料等领域；目前制备莫来石采用干法制备，将高岭土和煤矸石原料通过破碎磨粉混合之后压制成型，压制成型后经过干燥后进行烧成，得到莫来石产品；但是采用上述方法存在以下问题：
[0003]
1、所得到的产品中含有莫来石物相和石英物相；但是石英物相的存在将会影响产品的耐火度，导致产品的耐火度差，进而限制了产品的使用范围；
[0004]
2、干法生产莫来石经过破碎筛分之后，要经过雷蒙磨磨粉，再经过混料机搅拌混合，以上方式存在粉尘严重的问题，进而导致环境污染严重，并且采用雷蒙磨，在磨粉的过程中雷蒙磨上的铁离子会被带入到物料中，进而会导致后期莫来石的质量下降；
[0005]
3、混合方式就是将原料干粉搅拌混合，采用上述混合方式无法将几种原料充分混合均匀，导致后期烧制出的产品中会有团聚的铁炉渣析出，严重影响莫来石的品质。


技术实现要素：
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[0006]
本发明的第一个目的在于提供一种工艺简单，且提高了莫来石物相含量的湿法生产莫来石的方法。
[0007]
本发明的第二个目的在于提供一种连接结构简单，易实现的湿法生产莫来石的系统。
[0008]
本发明的技术方案一方面公开了一种湿法生产莫来石的方法，其包括以下步骤：(1)原料粉碎筛分；(2)球磨混合；(3)成型；(4)干燥烧成；
[0009]
(1)原料粉碎筛分：对原料煤矸石、高岭土和钾长石分别进行粉碎筛分，得到煤矸石粉、高岭土粉和钾长石粉；
[0010]
(2)球磨混合：将质量分数为75％-87％的所述煤矸石粉、5％-10％的所述钾长石粉、2％-5％的高岭土粉、3％-7％的粉煤灰、2％-6％的黏土和水均输送到球磨机中进行球磨，球磨24-36h，得到颗粒为300-500目的混合料；
[0011]
(3)成型：将所述混合料加水浆化后，进行喷雾造粒，将所得到的颗粒进行压制成型，得到块状物料；
[0012]
(4)干燥烧成：将所述块状物料送在温度为210-220℃的干燥窑中干燥4-5h；接着在温度为1530℃-1580℃的隧道窑中烧成6-10h，得到莫来石材料。
[0013]
进一步的，在步骤2中球磨混合的过程中，向所述球磨机中加入质量分数为0.4％-1.2％的减水剂。
[0014]
进一步的，步骤4的干燥烧成完成之后，进行冷却，冷却到150℃以下之后进行破碎，得到莫来石产品。
[0015]
本发明的另一个方面还公开了一种湿法生产莫来石的系统，其包括煤矸石粉料仓、高岭土粉料仓、钾长石粉料仓、粉煤灰储料罐、黏土储料罐、皮带称重机、球磨机、水源、浆化池、喷雾干燥塔、挤压成型机、干燥窑和隧道窑；
[0016]
所述煤矸石粉料仓、所述高岭土粉料仓、所述钾长石粉料仓、所述粉煤灰储料罐和所述黏土储料罐的出料口分别通过所述皮带称重机与所述球磨机的进料口连接；所述水源与所述球磨机的进水口连通；
[0017]
所述球磨机的出料口和所述水源分别与所述浆化池的进口连通；在所述浆化池内设置有搅拌机；所述浆化池的出液口与所述喷雾干燥塔的进液口连通；
[0018]
所述喷雾干燥塔的出料口与所述挤压成型机的进料口连接；所述挤压成型机的出料口与所述干燥窑的进口连接；所述干燥窑的出口与所述隧道窑的进口连接。
[0019]
进一步的，其还包括粉碎机和筛分机；所述粉碎机的出料口与所述筛分机的进料口连通，所述筛分机的筛下物出料口分别与所述煤矸石粉料仓、所述高岭土粉料仓和所述钾长石粉料仓的进料口连通；所述筛分机的筛上物出料口与所述粉碎机的进料口连接。
[0020]
进一步的，其还包括冷却装置、破碎机和成品料仓；
[0021]
所述隧道窑的出口与所述冷却装置的进口连接；所述冷却装置的出口与所述破碎机的进口连接；所述破碎机的出口与所述成品料仓的进料口连接；所述冷却装置的出气口与所述喷雾干燥塔的进气口连通。
[0022]
进一步的，所述隧道窑的烟气出口与所述干燥窑的进气口连通。
[0023]
本发明的优点：
[0024]
1、本发明的生产莫来石的系统连接结构简单，易实现；采用球磨机，球磨机的磨采用陶瓷材料，避免了在球磨的过程中带入铁离子，进而保证后期生产的莫来石的质量；
[0025]
2、本发明方法中，原料在球磨的过程中会加入水，并且球磨后的混料了会在浆化池中进行浆化搅拌混合，避免了出现粉尘严重的问题，保护了工作环境；
[0026]
3、本发明方法中，混合料要先经过球磨混合，再经过浆化搅拌混合，最后经过喷雾造粒混合，可以保证原料能充分混合均匀，避免了团状的铁炉渣出现，保证了莫来石的品质；
[0027]
4、本发明方法工艺简单，易实现，直接通过喷雾造粒将水分干燥，然后在挤压成型为块状物料，最后对块状物料进行干燥烧成；浆化池内的溶液无需静置过滤脱水，大大的减少了生产时间，提高了莫来石的生产效率；
[0028]
5、本发明中采用煤矸石为主要原料，钾长石为助熔剂；高岭土、粉煤灰和黏土作为矿化剂，从所使用的原料看，实现了煤矸石和粉煤灰的回收利用，降低了其生产成本；并且最终产品中莫来石物相含量较高，铁等杂质含量较低，且石英物相的含量为零，因此所加工出来的精密铸件精度高、光洁度好，可广泛应用于国防工业、航天、航空工业以及冶金等工业，而且可大大提高耐火材料的耐火度，使用范围广泛。
附图说明：
[0029]
图1为本发明实施例的整体结构示意图。
[0030]
煤矸石粉料仓1，高岭土粉料仓2，钾长石粉料仓3，粉煤灰储料罐4，黏土储料罐5，皮带称重机6，球磨机7，水源8，浆化池9，喷雾干燥塔10，挤压成型机11，干燥窑12，隧道窑13，粉碎机14，筛分机15，冷却装置16，破碎机17，成品料仓18，搅拌机19。
具体实施方式：
[0031]
下面将结合附图通过实施例对本发明作进一步的详细说明。
[0032]
实施例1：如图1所示，一种湿法生产莫来石的系统，其包括煤矸石粉料仓1、高岭土粉料仓2、钾长石粉料仓3、粉煤灰储料罐4、黏土储料罐5、皮带称重机6、球磨机7、水源8、浆化池9、喷雾干燥塔10、挤压成型机11、干燥窑12、隧道窑13、粉碎机14、筛分机15、冷却装置16、破碎机17和成品料仓18；
[0033]
煤矸石粉料仓1、高岭土粉料仓2、钾长石粉料仓3、粉煤灰储料罐4和黏土储料罐5的出料口分别通过皮带称重机6与球磨机7的进料口连接；水源8与球磨机7的进水口连通；
[0034]
球磨机7的出料口和水源8分别与浆化池9的进口连通；在浆化池9内设置有搅拌机19；浆化池9的出液口与喷雾干燥塔10的进液口连通；
[0035]
喷雾干燥塔10的出料口与挤压成型机11的进料口连接；挤压成型机11的出料口与干燥窑12的进口连接；干燥窑12的出口与隧道窑13的进口连接；隧道窑13的烟气出口与干燥窑12的进气口连通。
[0036]
粉碎机14的出料口与筛分机15的进料口连通，筛分机15的筛下物出料口分别与煤矸石粉料仓1、高岭土粉料仓2和钾长石粉料仓3的进料口连通；筛分机15的筛上物出料口与粉碎机14的进料口连接。
[0037]
隧道窑13的出口与冷却装置16的进口连接；冷却装置16的出口与破碎机17的进口连接；破碎机17的出口与成品料仓18的进料口连接；冷却装置16的出气口与喷雾干燥塔10的进气口连通。
[0038]
从冷却装置16的出气口出来的热气进入到喷雾干燥塔10中，对喷雾干燥塔10中的雾滴中的水分进行加热蒸发，使雾滴变为变为含水量为6％的颗粒；从隧道窑13出来的烟气被送到干燥窑12中对块状物料进行干燥；使块状物料的含水量变为1％；实现了余热的回收利用，节约了资源，降低了生产成本。
[0039]
本发明的生产莫来石的系统连接结构简单，易实现；采用球磨机7，球磨机7的磨采用陶瓷材料，避免了在球磨的过程中带入铁离子，进而保证后期生产的莫来石的质量。
[0040]
实施例2：利用实施例1系统的湿法生产莫来石的方法，其包括以下步骤：(1)原料粉碎筛分；(2)球磨混合；(3)成型；(4)干燥烧成；
[0041]
(1)原料粉碎筛分：对原料煤矸石、高岭土和钾长石分别进行粉碎筛分，得到煤矸石粉、高岭土粉和钾长石粉；
[0042]
(2)球磨混合：将质量分数为82％的所述煤矸石粉、8％的所述钾长石粉、3％的高岭土粉、5％的粉煤灰、2％的黏土、0.8％的减水剂和水均输送到球磨机7中进行球磨，球磨30h，得到颗粒为400目的混合料；
[0043]
使用煤矸石代替了资源匮乏的高岭土；采用钾长石其中钾离子又小了的提高莫来石的物相含量，降低了石英物相的含量；采用粉煤灰，由于粉煤灰是被烧制过的，因此会含有小颗粒的莫来石，小颗粒的莫来石作为晶核可以有效的提高莫来石的成型速度；黏土可
以有效的提供莫来石的成型率；减水剂可以减少球磨和浆化时的用水量，进而减少后期干燥时的能源消耗。
[0044]
原料在球磨的过程中会加入水，并且球磨后的混料了会在浆化池9中进行浆化搅拌混合，避免了出现粉尘严重的问题，保护了工作环境。
[0045]
(3)成型：将所述混合料加水浆化后，进行喷雾造粒，将所得到的颗粒进行压制成型，得到块状物料；直接通过喷雾造粒将水分干燥，然后在挤压成型为块状物料，最后对块状物料进行干燥烧成；浆化池9内的溶液无需静置过滤脱水，大大的减少了生产时间，提高了莫来石的生产效率。
[0046]
混合料要先经过球磨混合，再经过浆化搅拌混合，最后经过喷雾造粒混合，可以保证原料能充分混合均匀，避免了团状的铁炉渣出现，保证了莫来石的品质。
[0047]
(4)干燥烧成：将所述块状物料送在温度为215℃的干燥窑12中干燥4.5h；接着在温度为1550℃的隧道窑13中烧成8h，得到莫来石材料。
[0048]
步骤4的干燥烧成完成之后，进行冷却，冷却到150℃以下之后进行破碎，得到莫来石产品。
[0049]
本发明中采用煤矸石为主要原料，钾长石为助熔剂；高岭土、粉煤灰和黏土作为矿化剂，从所使用的原料看，实现了煤矸石和粉煤灰的回收利用，降低了其生产成本；并且最终产品中莫来石物相含量较高，铁等杂质含量较低，且石英物相的含量为零，因此所加工出来的精密铸件精度高、光洁度好，可广泛应用于国防工业、航天、航空工业以及冶金等工业，而且可大大提高耐火材料的耐火度，使用范围广泛。
[0050]
实施例3：利用实施例1系统的湿法生产莫来石的方法，其包括以下步骤：(1)原料粉碎筛分；(2)球磨混合；(3)成型；(4)干燥烧成；
[0051]
(1)原料粉碎筛分：对原料煤矸石、高岭土和钾长石分别进行粉碎筛分，得到煤矸石粉、高岭土粉和钾长石粉；
[0052]
(2)球磨混合：将质量分数为75％的所述煤矸石粉、5％的所述钾长石粉、2％的高岭土粉、3％的粉煤灰、4％的黏土、0.4％的减水剂和水均输送到球磨机7中进行球磨，球磨24h，得到颗粒为300目的混合料；
[0053]
使用煤矸石代替了资源匮乏的高岭土；采用钾长石其中钾离子又小了的提高莫来石的物相含量，降低了石英物相的含量；采用粉煤灰，由于粉煤灰是被烧制过的，因此会含有小颗粒的莫来石，小颗粒的莫来石作为晶核可以有效的提高莫来石的成型速度；黏土可以有效的提供莫来石的成型率；减水剂可以减少球磨和浆化时的用水量，进而减少后期干燥时的能源消耗。
[0054]
原料在球磨的过程中会加入水，并且球磨后的混料了会在浆化池9中进行浆化搅拌混合，避免了出现粉尘严重的问题，保护了工作环境。
[0055]
(3)成型：将所述混合料加水浆化后，进行喷雾造粒，将所得到的颗粒进行压制成型，得到块状物料；直接通过喷雾造粒将水分干燥，然后在挤压成型为块状物料，最后对块状物料进行干燥烧成；浆化池9内的溶液无需静置过滤脱水，大大的减少了生产时间，提高了莫来石的生产效率。
[0056]
混合料要先经过球磨混合，再经过浆化搅拌混合，最后经过喷雾造粒混合，可以保证原料能充分混合均匀，避免了团状的铁炉渣出现，保证了莫来石的品质。
[0057]
(4)干燥烧成：将所述块状物料送在温度为210℃的干燥窑12中干燥4h；接着在温度为1530℃的隧道窑13中烧成6h，得到莫来石材料。
[0058]
步骤4的干燥烧成完成之后，进行冷却，冷却到150℃以下之后进行破碎，得到莫来石产品。
[0059]
本发明中采用煤矸石为主要原料，钾长石为助熔剂；高岭土、粉煤灰和黏土作为矿化剂，从所使用的原料看，实现了煤矸石和粉煤灰的回收利用，降低了其生产成本；并且最终产品中莫来石物相含量较高，铁等杂质含量较低，且石英物相的含量为零，因此所加工出来的精密铸件精度高、光洁度好，可广泛应用于国防工业、航天、航空工业以及冶金等工业，而且可大大提高耐火材料的耐火度，使用范围广泛。
[0060]
实施例4：利用实施例1系统的湿法生产莫来石的方法，其包括以下步骤：(1)原料粉碎筛分；(2)球磨混合；(3)成型；(4)干燥烧成；
[0061]
(1)原料粉碎筛分：对原料煤矸石、高岭土和钾长石分别进行粉碎筛分，得到煤矸石粉、高岭土粉和钾长石粉；
[0062]
(2)球磨混合：将质量分数为87％的所述煤矸石粉、10％的所述钾长石粉、5％的高岭土粉、7％的粉煤灰、6％的黏土、1.2％的减水剂和水均输送到球磨机7中进行球磨，球磨36h，得到颗粒为500目的混合料；
[0063]
使用煤矸石代替了资源匮乏的高岭土；采用钾长石其中钾离子又小了的提高莫来石的物相含量，降低了石英物相的含量；采用粉煤灰，由于粉煤灰是被烧制过的，因此会含有小颗粒的莫来石，小颗粒的莫来石作为晶核可以有效的提高莫来石的成型速度；黏土可以有效的提供莫来石的成型率；减水剂可以减少球磨和浆化时的用水量，进而减少后期干燥时的能源消耗。
[0064]
原料在球磨的过程中会加入水，并且球磨后的混料了会在浆化池9中进行浆化搅拌混合，避免了出现粉尘严重的问题，保护了工作环境。
[0065]
(3)成型：将所述混合料加水浆化后，进行喷雾造粒，将所得到的颗粒进行压制成型，得到块状物料；直接通过喷雾造粒将水分干燥，然后在挤压成型为块状物料，最后对块状物料进行干燥烧成；浆化池9内的溶液无需静置过滤脱水，大大的减少了生产时间，提高了莫来石的生产效率。
[0066]
混合料要先经过球磨混合，再经过浆化搅拌混合，最后经过喷雾造粒混合，可以保证原料能充分混合均匀，避免了团状的铁炉渣出现，保证了莫来石的品质。
[0067]
(4)干燥烧成：将所述块状物料送在温度为220℃的干燥窑12中干燥5h；接着在温度为1580℃的隧道窑13中烧成10h，得到莫来石材料。
[0068]
步骤4的干燥烧成完成之后，进行冷却，冷却到150℃以下之后进行破碎，得到莫来石产品。
[0069]
本发明中采用煤矸石为主要原料，钾长石为助熔剂；高岭土、粉煤灰和黏土作为矿化剂，从所使用的原料看，实现了煤矸石和粉煤灰的回收利用，降低了其生产成本；并且最终产品中莫来石物相含量较高，铁等杂质含量较低，且石英物相的含量为零，因此所加工出来的精密铸件精度高、光洁度好，可广泛应用于国防工业、航天、航空工业以及冶金等工业，而且可大大提高耐火材料的耐火度，使用范围广泛。
[0070]
实验：对本发明实施例1制备的莫来石样品1和采用干法制备的莫来石样品2分别
进行x射线衍射矿物分析，详见下表：
[0071]
x射线衍射矿物分析表
[0072] 莫来石样品1莫来石样品2线膨胀系数4.44x10-6
5.36x10-6
莫来石物相55％45％非晶玻璃45％35％石英物相012％
[0073]
从上表可以看出，采用本发明方法制备的莫来石样品1中的莫来石物相含量明显高于干法制备的莫来石样品2，莫来石样品1中没有石英物相，而莫来石样品2中含有石英物相；由此可知采用本发明方法可有效的提高了莫来石物相的含量，避免石英物相的产生。
[0074]
以上是本发明的优选实施方式，对于本技术领域的普通技术人员来说，在不脱离本发明原理的前提下，还可以做出若干改进和润饰，这些改进和润饰也应视为本发明的保护范围。

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